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9.2 單層鋼結(jié)構(gòu)廠房.一般規(guī)定9。2。1 國內(nèi)外的多次地震經(jīng)驗表明,鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能一般比其他結(jié)構(gòu)的要好，總體上說,單層鋼結(jié)構(gòu)廠房在地震中破壞較輕、但也有損壞或坍塌的。因此.單層鋼結(jié)構(gòu)廠房進行抗震設(shè)防是必要的，本次修訂.仍不包括輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房，9，2、2,從單層鋼結(jié)構(gòu)廠房的震害實例分析、在7 9度的地震作用下.其主要震害是柱間支撐的失穩(wěn)變形和連接節(jié)點的斷裂或拉脫 柱腳錨栓剪斷和拉斷，以及錨栓錨固過短所致的拔出破壞、亦有少量廠房的屋蓋支撐桿件失穩(wěn)變形或連接節(jié)點板開裂破壞、9 2 3 原則上、單層鋼結(jié)構(gòu)廠房的平面，豎向布置的抗震設(shè)計要求.是使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布均勻、廠房受力合理、變形協(xié)調(diào)、鋼結(jié)構(gòu)廠房的側(cè)向剛度小于混凝土柱廠房、其防震縫縫寬要大于混凝土柱廠房。當設(shè)防烈度高或廠房較高時。或當廠房坐落在較軟弱場地土或有明顯扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時,尚需適當增加 抗震驗算9。2。5 通常設(shè)計時,單層鋼結(jié)構(gòu)廠房的阻尼比與混凝土柱廠房相同。本次修訂,考慮到輕型圍護的單層鋼結(jié)構(gòu)廠房.在彈性狀態(tài)工作的阻尼比較小、根據(jù)單層 多層到高層鋼結(jié)構(gòu)房屋的阻尼比由大到小變化的規(guī)律。建議阻尼比按屋蓋和圍護墻的類型區(qū)別對待.9。2.6、本條保持2001規(guī)范的規(guī)定，單層鋼結(jié)構(gòu)廠房的圍護墻類型較多 圍護墻的自重和剛度主要由其類型.與廠房柱的連接所決定.因此、為使廠房的抗震計算更符合實際情況，更合理。其自重和剛度取值應(yīng)結(jié)合所采用的圍護墻類型 與廠房柱的連接方式來決定,對于與柱貼砌的普通磚墻圍護廠房、除需考慮墻體的側(cè)移剛度外.尚應(yīng)考慮墻體開裂而對其側(cè)移剛度退化的影響,當為外貼式磚砌縱墻，7 8、9度設(shè)防時、其等效系數(shù)分別可取0。6,0.4,0.2.9.2 7,9、2。8。單層鋼結(jié)構(gòu)廠房的地震作用計算,應(yīng)根據(jù)廠房的豎向布置、等高或不等高,起重機設(shè)置,屋蓋類別等情況 采用能反映出廠房地震反應(yīng)特點的單質(zhì)點 兩質(zhì)點和多質(zhì)點的計算模型，總體上 單層鋼結(jié)構(gòu)廠房地震作用計算的單元劃分。質(zhì)量集中等.可參照鋼筋混凝土柱廠房的執(zhí)行，但對于不等高單層鋼結(jié)構(gòu)廠房.不能采用底部剪力法計算.而應(yīng)采用多質(zhì)點模型振型分解反應(yīng)譜法計算。輕型墻板通過墻架構(gòu)件與廠房框架柱連接。預(yù)制混凝土大型墻板可與廠房框架柱柔性連接。這些圍護墻類型和連接方式對框架柱縱向側(cè)移的影響較小.亦即,當各柱列的剛度基本相同時.其縱向柱列的變位亦基本相同.因此,等高單跨或多跨廠房的縱向抗震計算時,對無檁屋蓋可按柱列剛度分配,對有檁屋蓋可按柱列所承受的重力荷載代表值比例分配和按單柱列計算，并取兩者之較大值、而當采用與柱貼砌的磚圍護墻時.其縱向抗震計算與混凝土柱廠房的基本相同。按底部剪力法計算縱向柱列的水平地震作用時、所得的中間柱列縱向基本周期偏長?？衫弥芷谡蹨p系數(shù)予以修正、單層鋼結(jié)構(gòu)廠房縱向主要由柱間支撐抵抗水平地震作用.是震害多發(fā)部位,在地震作用下。柱間支撐可能屈曲,也可能不屈曲 柱間支撐處于屈曲狀態(tài)或者不屈曲狀態(tài)。對與支撐相連的框架柱的受力差異較大.因此需針對支撐桿件是否屈曲的兩種狀態(tài)，分別驗算設(shè)置支撐的縱向柱列的受力。當然，目前采用輕型圍護結(jié)構(gòu)的單層鋼結(jié)構(gòu)廠房.在風(fēng)荷載較大時、7.8度的柱間支撐桿件在7.8度也可處于不屈曲狀態(tài).這種情況可不進行支撐屈曲后狀態(tài)的驗算 9，2。9。屋蓋的豎向支承桁架可包括支承天窗架的豎向桁架，豎向支撐桁架等，屋蓋豎向支承桁架承受的作用力包括屋蓋自重產(chǎn)生的地震力 尚需將其傳遞給主框架。故其桿件截面需由計算確定、屋蓋水平支撐交叉斜桿。在地震作用下 考慮受壓斜桿失穩(wěn)而需按拉桿設(shè)計.故其連接的承載力不應(yīng)小于支撐桿的全塑性承載力、條文參考上海市的規(guī)定給出，參照冶金部門的規(guī)定，支承跨度大于24m屋面橫梁的托架系直接傳遞地震豎向作用的構(gòu)件、應(yīng)考慮屋架傳來的豎向地震作用.對于廠房屋面設(shè)置荷重較大的設(shè)備等情況.不論廠房跨度大小.都應(yīng)對屋蓋橫梁進行豎向地震作用驗算,9，2，10.單層鋼結(jié)構(gòu)廠房的柱間支撐一般采用中心支撐。X形柱間支撐用料省,抗震性能好.應(yīng)首先考慮采用,但單層鋼結(jié)構(gòu)廠房的柱距 往往比單層混凝土柱廠房的基本柱距,6m 要大幾倍?；?，形也是常用的幾種柱間支撐形式.下柱柱間支撐也有用單斜桿的、支撐桿件屈曲后狀態(tài)支撐框架按本規(guī)范第5章的規(guī)定進行抗震驗算、本條卸載系數(shù)主要依據(jù)日本,美國的資料導(dǎo)出 與附錄K第K.2節(jié)對我國混凝土柱廠房柱間支撐規(guī)定的卸載系數(shù)有所不同 但同樣適用于支撐桿件長細比大于60的情況。長細比大于200時不考慮壓桿卸載影響、與、或.形支撐相連的橫梁、除了輕型圍護結(jié)構(gòu)的廠房滿足設(shè)防地震下不屈曲的支撐外 通常需要按本規(guī)范第8、2、6條計入支撐屈曲后的不平衡力的影響 即橫梁截面Abr滿足、式中、Mbp,N,考慮軸力作用的橫梁全截面塑性抗彎承載力,Sc.支撐所在柱間的凈距。9.2、11,設(shè)計經(jīng)驗表明。跨度不很大的輕型屋蓋鋼結(jié)構(gòu)廠房、如僅從新建的一次投資比較。采用實腹屋面梁的造價略比采用屋架的高些 但實腹屋面梁制作簡便,廠房施工期和使用期的涂裝、維護量小而方便,且質(zhì)量好.進度快,如按廠房全壽命的支出比較 這些跨度不很大的廠房采用實腹屋面梁比采用屋架要合理一些、實腹屋面梁一般與柱剛性連接，這種剛架結(jié)構(gòu)應(yīng)用日益廣泛 1 受運輸條件限制、較高廠房柱有時需在上柱拼接接長。條文給出的拼接承載力要求是最小要求。有條件時可采用等強度拼接接長.2 梁柱剛性連接 拼接的極限承載力驗算及相應(yīng)的構(gòu)造措施，如潛在塑性鉸位置的側(cè)向支承，應(yīng)針對單層剛架廠房的受力特征和遭遇強震時可能形成的極限機構(gòu)進行 一般情況下,單跨橫向剛架的最大應(yīng)力區(qū)在梁底上柱截面。多跨橫向剛架在中間柱列處也可出現(xiàn)在梁端截面。這是鋼結(jié)構(gòu)單層剛架廠房的特征 柱頂和柱底出現(xiàn)塑性鉸是單層剛架廠房的極限承載力狀態(tài)之一,故可放棄。強柱弱梁 的抗震概念.條文中的剛架梁端的最大應(yīng)力區(qū)?？砂淳嗔憾?。10梁凈跨和1 5倍梁高中的較大值確定，實際工程中,受構(gòu)件運輸條件限制 梁的現(xiàn)場拼接往往在梁端附近、即最大應(yīng)力區(qū)、此時、其極限承載力驗算應(yīng)與梁柱剛性連接的相同、抗震構(gòu)造措施9，2.12、屋蓋支撐系統(tǒng)。包括系桿，的布置和構(gòu)造應(yīng)滿足的主要功能是 保證屋蓋的整體性,主要指屋蓋各構(gòu)件之間不錯位。和屋蓋橫梁平面外的穩(wěn)定性 保證屋蓋和山墻水平地震作用傳遞路線的合理。簡捷.且不中斷.本次修訂 針對鋼結(jié)構(gòu)廠房的特點規(guī)定了不同于鋼筋混凝土柱廠房的屋蓋支撐布置要求、1 一般情況下 屋蓋橫向支撐應(yīng)對應(yīng)于上柱柱間支撐布置。故其間距取決于柱間支撐間距、表9、2、12屋蓋橫向支撐間距限值可按本節(jié)第9 2。15條的柱間支撐間距限值執(zhí)行。2，無檁屋蓋.重型屋蓋,是指通用的1 5m.6.0m預(yù)制大型屋面板。大型屋面板與屋架的連接需保證三個角點牢固焊接.才能起到上弦水平支撐的作用 屋架的主要橫向支撐應(yīng)設(shè)置在傳遞廠房框架支座反力的平面內(nèi),即,當屋架為端斜桿上承式時 應(yīng)以上弦橫向支撐為主、當屋架為端斜桿下承式時,以下弦橫向支撐為主 當主要橫向支撐設(shè)置在屋架的下弦平面區(qū)間內(nèi)時、宜對應(yīng)地設(shè)置上弦橫向支撐，當采用以上弦橫向支撐為主的屋架區(qū)間內(nèi)時、一般可不設(shè)置對應(yīng)的下弦橫向支撐、3，有檁屋蓋.輕型屋蓋,主要是指彩色涂層壓形鋼板.硬質(zhì)金屬面夾芯板等輕型板材和高頻焊接薄壁型鋼檁條組成的屋蓋。在輕型屋蓋中。高頻焊接薄壁型鋼等型鋼檁條一般都可兼作上弦系桿，故在表9。2、12中未列入 對于有檁屋蓋 宜將主要橫向支撐設(shè)置在上弦平面,水平地震作用通過上弦平面?zhèn)鬟f 相應(yīng)的。屋架亦應(yīng)采用端斜桿上承式。在設(shè)置橫向支撐開間的柱頂剛性系桿或豎向支撐，屋面檁條應(yīng)加強.使屋蓋橫向支撐能通過屋面檁條。柱頂剛性系桿或豎向支撐等構(gòu)件可靠地傳遞水平地震作用 但當采用下沉式橫向天窗時.應(yīng)在屋架下弦平面設(shè)置封閉的屋蓋水平支撐系統(tǒng)、4、8、9度時.屋蓋支撐體系.上、下弦橫向支撐、與柱間支撐應(yīng)布置在同一開間,以便加強結(jié)構(gòu)單元的整體性、5，支撐設(shè)置還需注意 當廠房跨度不很大時，壓型鋼板輕型屋蓋比較適合于采用與柱剛接的屋面梁,壓型鋼板屋面的坡度較平緩,跨變效應(yīng)可略去不計、對輕型有檁屋蓋.亦可采用屋架端斜桿為上承式的鉸接框架，柱頂水平力通過屋架上弦平面?zhèn)鬟f,屋蓋支撐布置也可參照實腹屋面梁的、隅撐間距宜按屋架下弦的平面外長細比小于240確定、但橫向支撐開間的屋架兩端應(yīng)設(shè)置豎向支撐。檁條隅撐系統(tǒng)布置時，需考慮合理的傳力路徑，檁條及其兩端連接應(yīng)足以承受隅撐傳至的作用力.屋蓋縱向水平支撐的布置比較靈活,設(shè)計時,應(yīng)據(jù)具體情況綜合分析。以達到合理布置的目的.9，2.13。單層鋼結(jié)構(gòu)廠房的最大柱頂位移限值.吊車梁頂面標高處的位移限值，一般已可控制出現(xiàn)長細比過大的柔韌廠房。本次修訂,參考美國、歐洲 日本鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范和抗震規(guī)范.結(jié)合我國現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定和設(shè)計習(xí)慣,按軸壓比大小對廠房框架柱的長細比限值適當調(diào)整，9，2，14，板件的寬厚比，是保證廠房框架延性的關(guān)鍵指標,也是影響單位面積耗鋼量的關(guān)鍵指標，本次修訂 對重屋蓋和輕屋蓋予以區(qū)別對待、重屋蓋參照多層鋼結(jié)構(gòu)低于50m的抗震等級采用，柱的寬厚比要求比2001規(guī)范有所放松、對于采用壓型鋼板輕型屋蓋的單層鋼結(jié)構(gòu)廠房,對于設(shè)防烈度8度.0，20g。及以下的情況，即使按設(shè)防烈度的地震動參數(shù)進行彈性計算。也經(jīng)常出現(xiàn)由非地震組合控制廠房框架受力的情況。因此,根據(jù)實際工程的計算分析，發(fā)現(xiàn)如果采用性能化設(shè)計的方法，可以分別按.高延性,低彈性承載力.或,低延性。高彈性承載力，的抗震設(shè)計思路來確定板件寬厚比 即通過廠房框架承受的地震內(nèi)力與其具有的彈性抗力進行比較來選擇板件寬厚比、當構(gòu)件的強度和穩(wěn)定的承載力均滿足高承載力 2倍多遇地震作用下的要求,γGSGE.γEh2SE、R γRE，時?？刹捎矛F(xiàn)行、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB,50017彈性設(shè)計階段的板件寬厚比限值，即C類.當強度和穩(wěn)定的承載力均滿足中等承載力,1，5倍多遇地震作用下的要求,γGSGE、γEh1.5SE.R,γRE。時 可按表6中B類采用 其他情況，則按表6中A類采用、A,B.C三類寬厚比的數(shù)值 系參照歐。日、美等國家的抗震規(guī)范選定。大體上。A類可達全截面塑性且塑性鉸在轉(zhuǎn)動過程中承載力不降低、B類可達全截面塑性.在應(yīng)力強化開始前足以抵抗局部屈曲發(fā)生。但由于局部屈曲使塑性鉸的轉(zhuǎn)動能力有限、C類是指現(xiàn)行，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范,GB。50017按彈性準則設(shè)計時腹板不發(fā)生局部屈曲的情況、如雙軸對稱H形截面翼緣需滿足b,t 15.受彎構(gòu)件腹板需滿足72。h0。tw.130、壓彎構(gòu)件腹板應(yīng)符合。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范,GB 50017 2003式.5.4。2.的要求 上述板件寬厚比與地震作用的對應(yīng)關(guān)系,系根據(jù)底部剪力相當?shù)臈l件.與歐洲EC8規(guī)范 日本BCJ規(guī)范給出的板件寬厚比限值與地震作用的對應(yīng)關(guān)系大致持平.鑒于單跨單層廠房橫向剛架的耗能區(qū)，潛在塑性鉸區(qū)，一般在上柱梁底截面附近,因此,即使遭遇強烈地震在上柱梁底區(qū)域形成塑性鉸、并考慮塑性鉸區(qū)鋼材應(yīng)變硬化、屋面梁仍可能處于彈性狀態(tài)工作、所以框架塑性耗能區(qū)外的構(gòu)件區(qū)段,即使遭遇強烈地震 截面應(yīng)力始終在彈性范圍內(nèi)波動的構(gòu)件區(qū)段、可采用C類截面、設(shè)計經(jīng)驗表明.就目前廣泛采用輕型圍護材料的情況，采用上述方法確定寬厚比 雖然增加了一些計算工作量,但充分利用了構(gòu)件自身所具有的承載力。在6，7度設(shè)防時可以較大地降低耗鋼量.9。2,15，柱間支撐對整個廠房的縱向剛度。自振特性、塑性鉸產(chǎn)生部位都有影響。柱間支撐的布置應(yīng)合理確定其間距、合理選擇和配置其剛度以減小廠房整體扭轉(zhuǎn)、1.柱間支撐長細比限值，大于細柔長細比下限值130 考慮0，5fy的殘余應(yīng)力、時 不需作鋼號修正。2.采用焊接型鋼時。應(yīng)采用整根型鋼制作支撐桿件.但當采用熱軋型鋼時 采用拼接板加強才能達到等強接長，3.對于大型屋面板無檁屋蓋，柱頂?shù)募匈|(zhì)量往往要大于各層吊車梁處的集中質(zhì)量 其地震作用對各層柱間支撐大體相同、因此，上層柱間支撐的剛度，強度宜接近下層柱間支撐的。4，壓型鋼板等輕型墻屋面圍護。其波形垂直廠房縱向、對結(jié)構(gòu)的約束較小。故可放寬廠房柱間支撐的間距，條文參考冶金部門的規(guī)定，對輕型圍護廠房的柱間支撐間距作出規(guī)定.9。2、16。震害表明,外露式柱腳破壞的特征是錨栓剪斷.拉斷或拔出、由于柱腳錨栓破壞，使鋼結(jié)構(gòu)傾斜 嚴重者導(dǎo)致廠房坍塌。外包式柱腳表現(xiàn)為頂部箍筋不足的破壞。1,埋入式柱腳.在鋼柱根部截面容易滿足塑性鉸的要求 當埋入深度達到鋼柱截面高度2倍的深度 可認為其柱腳部位的恢復(fù)力特性基本呈紡錘形。插入式柱腳引用冶金部門的有關(guān)規(guī)定、埋入式.插入式柱腳應(yīng)確保鋼柱的埋入深度和鋼柱埋入部分的周邊混凝土厚度，2，外包式柱腳的力學(xué)性能主要取決于外包鋼筋混凝土的力學(xué)性能,所以 外包短柱的鋼筋應(yīng)加強 特別是頂部箍筋。并確保外包混凝土的厚度.3 一般的外露式柱腳，從力學(xué)的角度看,作為半剛性考慮更加合適，與鋼柱根部截面的全截面屈服承載力相比.柱腳在多數(shù)情況下由錨栓屈服所決定的塑性彎矩較小、這種柱腳受彎時的力學(xué)性能。主要由錨栓的性能決定.如錨栓受拉屈服后能充分發(fā)展塑性 則承受反復(fù)荷載作用時。外露式柱腳的恢復(fù)力特性呈典型的滑移型滯回特性.但實際的柱腳.往往在錨栓截面未削弱部分屈服前。螺紋部分就發(fā)生斷裂。難以有充分的塑性發(fā)展,并且,當鋼柱截面大到一定程度時,設(shè)計大于柱截面抗彎承載力的外露式柱腳往往是困難的.因此,當柱腳承受的地震作用大時.采用外露式不經(jīng)濟.也不合適、采用外露式柱腳時，與柱間支撐連接的柱腳，不論計算是否需要,都必須設(shè)置剪力鍵，以可靠抵抗水平地震作用。此次局部修訂、進一步補充說明外露式柱腳的承載力驗算要求 明確為，極限承載力不宜小于柱截面塑性屈服承載力的1.2倍，